Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Синтез топологии чувствительного элемента акселерометра

Перед тем как сформулировать задачу синтеза топологии акселерометра, выделим важнейшие переменные, которые характеризуют топологию. Установим максимальные и минимальные значения переменных конструкции. Также для ограничения диапазона значений, сформулируем конструктивные ограничения, зависящие от технологического процесса и проектных норм. Параметры конструкции должны быть связанными друг с другом. Следующий шаг - определение целевых функций, которые будут использоваться при синтезе оптимальной конструкции.

Конструкционные параметры

Можно выделить семнадцать параметров, которые учитываются при проектировании акселерометра. Данные переменные показаны на рисунке 12 (a). В Таблице 4.1.1 приведены описания переменных их максимальные и минимальные значения, вытекающие из ограничений технологических процессов, использующих поликристаллический кремний. Максимальная длина упругих элементов ограничена 400 мкм для предотвращения деформаций под действием градиента напряжения в слое поликристаллического кремния и возможного слипания и поломки во время жидкостного травления. Минимальная ширина и зазоры упругих балок выбираются исходя из проектных норм.

Рисунок 12. Конструкционные и переменные стиля акселерометров.

(a) Конструкционные переменные (б) Функциональные переменные

Максимальная ширина упругого элемента ограничена 20 мкм, это определяется травлением диоксида кремния при высвобождении структуры. Максимальная длина чувствительного элемента ограничена 700 мкм, что связанно с его топологией, максимальная ширина ограничена 400 мкм. Минимальное значение зазора упоров в x и y направлениях 1мкм. Малая запрещенная зона необходима для исключения контакта зубцов гребенки.

Геометрические переменные полностью определяют топологию акселерометра, но не влияют на рабочие характеристики акселерометра. Эти переменные представлены на рисунке 12 (б), а также в таблице 4.1.

Таблица 4.1.1 Максимальные и минимальные значения переменных

Конструкционные

Пар.

Описание

Мин

Макс

Пар.

Описание

Мин

Макс

Lb1

Длина упругого Эл-та 1

2

400

gs

Зазор между чувствит. зубцами гребенки

2

20

Lb2

Длина упругого Эл-та 2

2

400

gf

Зазор между зубцами обратной связи

2

20

Wb

Ширина пружинной балки

2

20

X0

Перекрытие зубцов

2

400

Lt

Длина рамки пружины

2

400

gxlim

Изменение величины зазора по оси x

1

20

wt

Ширина рамки пружины

2

20

gylim

Изменение величины зазора по оси y

1

20

Lpm

Длина чувств. эл-та

2

700

Ns

Количество чувствит. зубцов гребенки

1

100

Wpm

Ширина чувств. эл-та

2

400

Nf

Количество зубцов обратной связи

1

100

Lc

Длина зубца гребёнки

2

400

Wc

Ширина зубца гребёнки

2

20

V

Диапазон напряжений

1V

2.5V

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Другие статьи по теме:

Преобразователь двоичной последовательности из фиксированного числа байт в ЧМ-сигнал Микроконтроллер (MCU) - микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, може ...

Волноводно-щелевая антенна нерезонансного типа волноводный щелевой антенна Щелевые антенны применяются для передачи энергии из одного волновода в другой, для излучения энергии во внешнее пространство. Компактность и возм ...

Преобразование кодов Коды обнаружения или обнаружения и исправления ошибок применяются в вычислительных машинах для контроля правильности передач информации между устройствами и внутри устройств машины, а также ...